專利名稱：一種開關(guān)電源電路及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電源電路，更具體地說，本發(fā)明涉及開關(guān)電源電路及其方法。
背景技術(shù)：
開關(guān)電源電路被廣泛地應(yīng)用于各種場(chǎng)合。一種常用于現(xiàn)有開關(guān)電源電路的控制模式為峰值電流控制。然而現(xiàn)有峰值電流采用恒定峰值電流的方法，將使得電路負(fù)載變低時(shí)，效率降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，提供一種改進(jìn)的開關(guān)電源電路及其 控制方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種開關(guān)電源電路，包括輸入端口，耦接輸入電壓；輸出端口，提供輸出電壓給負(fù)載；耦接在輸入端口和輸出端口之間的儲(chǔ)能元件和功率開關(guān)；誤差放大器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端接收反映輸出電壓的反饋信號(hào)，所述第二輸入端接收電壓參考信號(hào)，基于所述反饋信號(hào)和電壓參考信號(hào)，所述誤差放大器在輸出端輸出誤差放大信號(hào)；誤差比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端接收誤差放大信號(hào)，所述第二輸入端接收鋸齒波信號(hào)，基于所述誤差放大信號(hào)和鋸齒波信號(hào)，所述誤差比較器在其輸出端輸出頻率控制信號(hào)；峰值電流信號(hào)產(chǎn)生器，具有輸入端和輸出端，所述輸入端耦接至誤差比較器的輸出端接收頻率控制信號(hào)，基于頻率控制信號(hào)，所述峰值電流信號(hào)產(chǎn)生器在輸出端產(chǎn)生峰值電流信號(hào)；峰值電流比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端稱接至峰值電流信號(hào)產(chǎn)生器接收峰值電流信號(hào)，所述第二輸入端接收反映流過儲(chǔ)能元件的電流的電流檢測(cè)信號(hào)，基于所述峰值電流信號(hào)和電流檢測(cè)信號(hào)，所述峰值電流比較器在輸出端輸出峰值電流控制信號(hào)；邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至誤差比較器的輸出端接收頻率控制信號(hào)，所述第二輸入端耦接至峰值電流比較器的輸出端接收峰值電流控制信號(hào)，基于所述頻率控制信號(hào)和所述峰值電流控制信號(hào)，所述邏輯電路在其輸出端輸出門極信號(hào)用以控制所述功率開關(guān)的導(dǎo)通和斷開。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述邏輯電路包括振蕩器，輸出固定頻率的時(shí)鐘信號(hào)；選擇電路，具有第一輸入端，第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端耦接至振蕩器接收時(shí)鐘信號(hào)，所述第二輸入端耦接至誤差比較器接收頻率信號(hào)，當(dāng)頻率信號(hào)小于時(shí)鐘信號(hào)時(shí)，所述選擇電路輸出頻率信號(hào)，當(dāng)頻率信號(hào)大于或等于時(shí)鐘信號(hào)時(shí)，所述選擇電路輸出時(shí)鐘信號(hào)；第一 RS觸發(fā)器，具有置位端、復(fù)位端和輸出端，其中所述置位端耦接至選擇電路的輸出端，所述復(fù)位端耦接至峰值電流比較器的輸出端接收峰值電流控制信號(hào)，基于所述選擇電路的輸出信號(hào)和所述峰值電流控制信號(hào)，所述第一 RS觸發(fā)器在其輸出端輸出所述門極信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述峰值電流信號(hào)產(chǎn)生器包括第一開關(guān)，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接具有峰值電流信號(hào)最大值的電壓值的最大值電平信號(hào)，所述控制端耦接頻率控制信號(hào)；周期計(jì)時(shí)單元，具有輸入端和輸出端，所述輸入端接收頻率控制信號(hào)，基于頻率控制信號(hào)，所述周期計(jì)時(shí)單元在輸出端輸出定時(shí)信號(hào)；第二開關(guān)，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至第一開關(guān)的第二端，所述控制端耦接至周期計(jì)時(shí)單元的輸出端接收定時(shí)信號(hào)；第三開關(guān)，具有第一端和第二端，所述第一端耦接至第二開關(guān)的第二端，所述第二端耦接具有峰值電流信號(hào)最小值的電壓值的最小值電平信號(hào)；第一電容，具有第一端和第二端，所述第一端耦接至第一開關(guān)和第二開關(guān)的連接點(diǎn)，所述第二端接參考地，其中第一電容兩端的電壓信號(hào)為所述峰值電流信號(hào)；第一電流源，具有第一端和第二端，所述第一端耦接至第二開關(guān)和第三開關(guān)的連接點(diǎn)，所述第二端連接至參考地。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，其中所述周期計(jì)時(shí)單元包括第一計(jì)時(shí)器，接收頻率控制信號(hào)，并基于頻率控制信號(hào)輸出第一計(jì)時(shí)信號(hào)；第二計(jì)時(shí)器，耦接頻率控制信號(hào)，并基于頻率控制信號(hào)輸出第二計(jì)時(shí)信號(hào)；或門電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至第二計(jì)時(shí)器的輸出端接收第二計(jì)時(shí)信號(hào)，所述第二輸入端接收頻率信號(hào)；第二 RS觸發(fā)器，具有置位端、復(fù)位端和輸出端，其置位端耦接至第一計(jì)時(shí)器接收第一計(jì)時(shí)信號(hào)，其復(fù)位端耦接或門電路的輸出端，所述第二 RS觸發(fā)器基于第一計(jì)時(shí)信號(hào)和或門電路的輸出信號(hào)輸出定時(shí)信號(hào)。 根據(jù)的實(shí)施例，其中當(dāng)開關(guān)電源電路的開關(guān)頻率大于第一頻率閾值，峰值電流信號(hào)隨著開關(guān)頻率的減小從峰值電流最大值開始減??；當(dāng)開關(guān)電源電路的開關(guān)頻率處于第一頻率閾值和第二頻率閾值之間時(shí)，峰值電流信號(hào)被固定于峰值電流中間值；當(dāng)開關(guān)電源電路的開關(guān)頻率處于第二頻率閾值和第三頻率閾值之間時(shí)，峰值電流信號(hào)隨著開關(guān)頻率的減小從峰值電流中間值開始減小；當(dāng)開關(guān)電源電路開關(guān)頻率小于第三頻率閾值時(shí)，峰值電流信號(hào)被固定于峰值電流最小值。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提出了一種開關(guān)電源電路，所述開關(guān)電源電路包括變壓器、原邊功率開關(guān)、副邊功率開關(guān)、副邊控制器和耦合器件，其中所述變壓器包括原邊繞組，副邊繞組和第三繞組，所述原邊繞組與原邊功率開關(guān)耦接，所述副邊繞組與副邊功率開關(guān)耦接，所述耦合器件具有輸入側(cè)和輸出側(cè)，所述副邊控制器控制所述耦合器件的輸入側(cè)，從而在所述耦合器件的輸出側(cè)產(chǎn)生頻率控制信號(hào)，所述原邊控制器提供門極信號(hào)控制原邊功率開關(guān)的通斷，其中所述原邊控制器包括峰值電流產(chǎn)生器，具有輸入端和輸出端，所述輸入端接收頻率控制信號(hào)，并基于頻率控制信號(hào)，所述峰值電流產(chǎn)生器在輸出端產(chǎn)生峰值電流信號(hào)；電流比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端接收反映流過原邊繞組的電流的電流檢測(cè)信號(hào)，第二輸入端耦接至峰值電流產(chǎn)生器接收峰值電流信號(hào)，基于所述電流檢測(cè)信號(hào)和峰值電流信號(hào)，所述電流比較器在輸出端輸出峰值電流控制信號(hào)；邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端接收頻率控制信號(hào)，所述第二輸入端耦接至峰值電流比較器的輸出端接收峰值電流控制信號(hào)，基于所述頻率控制信號(hào)和所述峰值電流控制信號(hào)，所述邏輯電路在其輸出端輸出門極信號(hào)，以控制原邊功率開關(guān)的導(dǎo)通和斷開。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，其中所述副邊控制器包括誤差放大器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接表征輸出電壓的反饋信號(hào)，第二輸入端接收電壓基準(zhǔn)信號(hào)，基于第一反饋信號(hào)和電壓基準(zhǔn)信號(hào)，所述誤差放大器在輸出端輸出誤差放大信號(hào)；誤差比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端I禹接至誤差放大器的輸出端接收誤差放大信號(hào)，第二輸入端耦接調(diào)制信號(hào)，基于誤差放大信號(hào)和調(diào)制信號(hào)，所述誤差比較器在輸出端輸出第一比較信號(hào)；第四開關(guān)，具有第一端、第二端和控制端，其中所述控制端耦接至誤差比較器的輸出端接收第一比較信號(hào)，所述第二端接副邊參考地，基于第一比較信號(hào)，所述第四開關(guān)被導(dǎo)通或被關(guān)斷；其中所述耦合器件的輸入側(cè)耦接在輸出端口和第四開關(guān)的第一端之間，在其輸出側(cè)提供頻率控制信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，其中所述邏輯電路包括振蕩器，輸出固定頻率的時(shí)鐘信號(hào)；選擇電路，具有第一輸入端，第二輸 入端和輸出端，所述第一輸入端耦接至振蕩器接收時(shí)鐘信號(hào)，所述第二輸入端耦接至誤差比較器接收頻率信號(hào)，當(dāng)頻率信號(hào)小于時(shí)鐘信號(hào)時(shí)，所述選擇電路輸出頻率信號(hào)，當(dāng)頻率信號(hào)大于或等于時(shí)鐘信號(hào)時(shí)，所述選擇電路輸出時(shí)鐘信號(hào)；第一 RS觸發(fā)器，具有置位端、復(fù)位端和輸出端，其中所述置位端耦接至選擇電路的輸出端，所述復(fù)位端耦接至峰值電流比較器的輸出端接收峰值電流控制信號(hào)，基于所述選擇電路的輸出信號(hào)和所述峰值電流控制信號(hào)，所述第一 RS觸發(fā)器在其輸出端輸出所述門極信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，其中所述峰值電流信號(hào)產(chǎn)生器包括第一開關(guān)，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接具有峰值電流信號(hào)最大值的電壓值的最大值電平信號(hào)，所述控制端耦接頻率控制信號(hào)；周期計(jì)時(shí)單元，具有輸入端和輸出端，所述輸入端接收頻率控制信號(hào)，基于頻率控制信號(hào)，所述周期計(jì)時(shí)單元在輸出端輸出定時(shí)信號(hào)；第二開關(guān)，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至第一開關(guān)的第二端，所述控制端耦接至周期計(jì)時(shí)單元的輸出端接收定時(shí)信號(hào)；第三開關(guān)，具有第一端和第二端，所述第一端耦接至第二開關(guān)的第二端，所述第二端耦接具有峰值電流信號(hào)最小值的電壓值的最小值電平信號(hào)；第一電容，具有第一端和第二端，所述第一端耦接至第一開關(guān)和第二開關(guān)的連接點(diǎn)，所述第二端接參考地，其中第一電容兩端的電壓信號(hào)為所述峰值電流信號(hào)；第一電流源，具有第一端和第二端，所述第一端耦接至第二開關(guān)和第三開關(guān)的連接點(diǎn)，所述第二端連接至參考地。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施，其中所述周期計(jì)時(shí)單元包括第一計(jì)時(shí)器，接收頻率控制信號(hào)，并基于頻率控制信號(hào)輸出第一計(jì)時(shí)信號(hào)；第二計(jì)時(shí)器，耦接頻率控制信號(hào)，并基于頻率控制信號(hào)輸出第二計(jì)時(shí)信號(hào)；或門電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至第二計(jì)時(shí)器的輸出端接收第二計(jì)時(shí)信號(hào)，所述第二輸入端接收頻率信號(hào)；第二 RS觸發(fā)器，具有置位端、復(fù)位端和輸出端，其置位端耦接至第一計(jì)時(shí)器接收第一計(jì)時(shí)信號(hào)，其復(fù)位端耦接或門電路的輸出端，所述第二 RS觸發(fā)器基于第一計(jì)時(shí)信號(hào)和或門電路的輸出信號(hào)輸出定時(shí)信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，其中當(dāng)開關(guān)電源電路的開關(guān)頻率大于第一頻率閾值，峰值電流信號(hào)隨著開關(guān)頻率的減小從峰值電流最大值開始減小；當(dāng)開關(guān)電源電路的開關(guān)頻率處于第一頻率閾值和第二頻率閾值之間時(shí)，峰值電流信號(hào)被固定于峰值電流中間值；當(dāng)開關(guān)電源電路的開關(guān)頻率處于第二頻率閾值和第三頻率閾值之間時(shí)，峰值電流信號(hào)隨著開關(guān)頻率的減小從峰值電流中間值開始減?。划?dāng)開關(guān)電源電路開關(guān)頻率小于第三頻率閾值時(shí)，峰值電流信號(hào)被固定于峰值電流最小值。根據(jù)本發(fā)明上述各方面的開關(guān)電源電路及其控制方法，有效提高了效率。


圖I示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的開關(guān)電源電路100的電路結(jié)構(gòu)示意 圖2所不為圖I所不開關(guān)電源電路100的峰值電流/[目號(hào)Vlim和開關(guān)頻率f的關(guān)系不意 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的圖I所示開關(guān)電源電路峰值電流產(chǎn)生器105的電路結(jié)構(gòu)示意 圖4示出圖3所示峰值電流產(chǎn)生器105的定時(shí)信號(hào)ts和峰值電流信號(hào)Vlim的時(shí)序波形 圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的開關(guān)電源電路200的電路結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6示出圖5所示開關(guān)電源電路200的開關(guān)頻率f隨頻率控制信號(hào)的頻率fcon變化而變化的關(guān)系不意 圖7示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的開關(guān)電源電路300的電路結(jié)構(gòu)示意 圖8示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的開關(guān)電源電路400的電路結(jié)構(gòu)示意 圖9示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的一種用于開關(guān)電源電路的方法的流程示意圖500。
具體實(shí)施例方式下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的具體實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)注意，這里描述的實(shí)施例只用于舉例說明，并不用于限制本發(fā)明。在以下描述中，為了提供對(duì)本發(fā)明的透徹理解，闡述了大量特定細(xì)節(jié)。然而，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見的是不必采用這些特定細(xì)節(jié)來實(shí)行本發(fā)明。在其他實(shí)例中，為了避免混淆本發(fā)明，未具體描述公知的電路、材料或方法。在整個(gè)說明書中，對(duì)“ 一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”、“ 一個(gè)示例”或“示例”的提及意味著結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包含在本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，在整個(gè)說明書的各個(gè)地方出現(xiàn)的短語“在一個(gè)實(shí)施例中”、“在實(shí)施例中”、“一個(gè)示例”或“示例”不一定都指同一實(shí)施例或示例。此外，可以以任何適當(dāng)?shù)慕M合和/或子組合將特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性組合在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中。此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在此提供的附圖都是為了說明的目的，并且附圖不一定是按比例繪制的。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)稱元件“連接到”或“耦接到”另一元件時(shí)，它可以是直接連接或耦接到另一元件或者可以存在中間元件。相反，當(dāng)稱元件“直接連接到”或“直接耦接到”另一元件時(shí)，不存在中間元件。相同的附圖標(biāo)記指示相同的元件。這里使用的術(shù)語“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)列出的項(xiàng)目的任何和所有組合。圖I示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的開關(guān)電源電路100的電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖I所示，所述開關(guān)電源電路100包括輸入端口 101，耦接輸入電壓VIN;輸出端口 110，提供輸出電壓Vo ;耦接在輸入端口 101和輸出端口 110之間的儲(chǔ)能元件L、功率開關(guān)Ml和M2;以及提供門極信號(hào)以控制功率開關(guān)Ml和M2的控制電路，其中所述控制電路包括誤差放大器102,具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端,其中所述第一輸入端接收反映輸出電壓Vo的反饋信號(hào)Vfb，所述第二輸入端接收電壓參考信號(hào)Vref，基于所述反饋信號(hào)Vfb和電壓參考信號(hào)Vref,所述誤差放大器102在輸出端輸出誤差放大信號(hào)Vc ;誤差比較器103,具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端,所述第一輸入端接收誤差放大信號(hào)Vc,所述第二輸入端接收鋸齒波信號(hào)Vsaw，基于所述誤差放大信號(hào)Vc和鋸齒波信號(hào)Vsaw，所述誤差比較器103在其輸出端輸出頻率控制信號(hào)Con ;峰值電流產(chǎn)生器105，具有輸入端和輸出端，所述輸入端耦接至誤差比較器103的輸出端接收頻率控制信號(hào)Con，并基于頻率控制信號(hào)Con，所述峰值電流信號(hào)產(chǎn)生器在輸出端產(chǎn)生峰值電流信號(hào)Vlim ;峰值電流比較器107,具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端耦接至峰值電流信號(hào)產(chǎn)生器105接收峰值電流信號(hào)Vlim，所述第二輸入端接收反映流過儲(chǔ)能元件L的電流的電流檢測(cè)信號(hào)Vcs，基于所述峰值電流信號(hào)Vlim和電流檢測(cè)信號(hào)Vcs，所述峰值電流比較器107在輸出端輸出電流控制信號(hào)；邏輯電路106，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至誤差比較器103的輸出端接收頻率控制信號(hào)Con，所述第二輸入端耦接至峰值電流比較器107的輸出端接收峰值電流控制信號(hào)，基于所述頻率控制信號(hào)Con和所述峰值電流控制信號(hào)，所述邏輯電路106在其輸出端輸出所述門極信號(hào)。門極信號(hào)被用來控制開關(guān)Ml和M2的導(dǎo)通和斷開。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該意識(shí)至IJ，門極信號(hào)通常會(huì)經(jīng)過驅(qū)動(dòng)器加強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力后再控制開關(guān)Ml和M2的通斷。驅(qū)動(dòng)器屬于本領(lǐng)域的公知常識(shí)，為清晰簡便起見，在圖I中未表示。在一個(gè)實(shí)施例中，所述邏輯電路106包括第一 RS觸發(fā)器。所述第一 RS觸發(fā)器具 有置位端S、復(fù)位端R和輸出端Q，其中所述置位端S接收頻率控制信號(hào)Con，所述復(fù)位端R接收峰值電流控制信號(hào)，基于頻率控制信號(hào)Con和峰值電流控制信號(hào)，所述第一 RS觸發(fā)器在輸出端輸出門極信號(hào)Gate。在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)頻率控制信號(hào)Con表征的開關(guān)電源電路100的開關(guān)頻率f在不同的頻率區(qū)間，所述峰值電流信號(hào)Vlim與頻率控制信號(hào)Con具有不同的關(guān)系a).當(dāng)開關(guān)頻率f大于第一頻率閾值Π，峰值電流信號(hào)Vlim隨著開關(guān)頻率f的減小從峰值電流最大值Vlim_max開始減??；b).當(dāng)開關(guān)頻率f處于第一頻率閾值f I和第二頻率閾值f2之間時(shí)，峰值電流信號(hào)Vlim被固定于峰值電流中間值Vlim_mid ；c).當(dāng)開關(guān)頻率f處于第二頻率閾值f2和第三頻率閾值f3之間時(shí)，峰值電流信號(hào)Vlim隨著開關(guān)頻率f的減小從峰值電流中間值Vlim_mid開始減??；d).當(dāng)開關(guān)頻率小于第三頻率閾值f3時(shí),峰值電流信號(hào)Vlim被固定于峰值電流最小值Vlim_min ;其中第一頻率閾值f I大于第二頻率閾值f2，第二頻率閾值f2大于第三頻率閾值f3。參見圖2所示峰值電流信號(hào)Vlim和開關(guān)頻率f的關(guān)系不意圖，即峰值電流/[目號(hào)Vlim和開關(guān)頻率f的關(guān)系為
Vlm_max -kx—(f >fl)
_ f
Vlimmid(f2 <f <fl)
Vlim =i -(I)
Vfcn mid -kx(i-丄)(f3<f<f2)
_ f f2
(f < ￡3)
其中k為系數(shù)，當(dāng)開關(guān)電源電路300確定時(shí)，k為固定值。因?yàn)殚_關(guān)頻率f和開關(guān)周期ts互為倒數(shù)，即
I
—=ts
f
則峰值電流彳目號(hào)Vlim和開關(guān)周期ts具有如下關(guān)系；
權(quán)利要求
1.ー種開關(guān)電源電路，包括 輸入端ロ，耦接輸入電壓； 輸出端ロ，提供輸出電壓給負(fù)載； 耦接在輸入端口和輸出端ロ之間的儲(chǔ)能元件和功率開關(guān)； 誤差放大器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端接收反映輸出電壓的反饋信號(hào)，所述第二輸入端接收電壓參考信號(hào)，基于所述反饋信號(hào)和電壓參考信號(hào)，所述誤差放大器在輸出端輸出誤差放大信號(hào)； 誤差比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端接收誤差放大信號(hào)，所述第二輸入端接收鋸齒波信號(hào)，基于所述誤差放大信號(hào)和鋸齒波信號(hào)，所述誤差比較器在其輸出端輸出頻率控制信號(hào)； 峰值電流信號(hào)產(chǎn)生器，具有輸入端和輸出端，所述輸入端耦接至誤差比較器的輸出端接收頻率控制信號(hào)，基于頻率控制信號(hào)，所述峰值電流信號(hào)產(chǎn)生器在輸出端產(chǎn)生峰值電流信號(hào); 峰值電流比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端耦接至峰值電流信號(hào)產(chǎn)生器接收峰值電流信號(hào)，所述第二輸入端接收反映流過儲(chǔ)能元件的電流的電流檢測(cè)信號(hào)，基于所述峰值電流信號(hào)和電流檢測(cè)信號(hào)，所述峰值電流比較器在輸出端輸出峰值電流控制信號(hào)； 邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至誤差比較器的輸出端接收頻率控制信號(hào)，所述第二輸入端耦接至峰值電流比較器的輸出端接收峰值電流控制信號(hào)，基于所述頻率控制信號(hào)和所述峰值電流控制信號(hào)，所述邏輯電路在其輸出端輸出門極信號(hào)用以控制所述功率開關(guān)的導(dǎo)通和斷開。
2.如權(quán)利要求I所述的開關(guān)電源電路，其特征在于，其中所述邏輯電路包括 振蕩器，輸出固定頻率的時(shí)鐘信號(hào)； 選擇電路，具有第一輸入端，第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端耦接至振蕩器接收時(shí)鐘信號(hào)，所述第二輸入端耦接至誤差比較器接收頻率信號(hào)，當(dāng)頻率信號(hào)小于時(shí)鐘信號(hào)吋，所述選擇電路輸出頻率信號(hào)，當(dāng)頻率信號(hào)大于或等于時(shí)鐘信號(hào)時(shí)，所述選擇電路輸出時(shí)鐘信號(hào); 第一 RS觸發(fā)器，具有置位端、復(fù)位端和輸出端，其中所述置位端耦接至選擇電路的輸出端，所述復(fù)位端耦接至峰值電流比較器的輸出端接收峰值電流控制信號(hào)，基于所述選擇電路的輸出信號(hào)和所述峰值電流控制信號(hào)，所述第一 RS觸發(fā)器在其輸出端輸出所述門極信號(hào)。
3.如權(quán)利要求I所述的開關(guān)電源電路，其特征在于，其中所述峰值電流信號(hào)產(chǎn)生器包括 第一開關(guān)，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接具有峰值電流信號(hào)最大值的電壓值的最大值電平信號(hào)，所述控制端耦接頻率控制信號(hào)； 周期計(jì)時(shí)單元，具有輸入端和輸出端，所述輸入端接收頻率控制信號(hào)，基于頻率控制信號(hào)，所述周期計(jì)時(shí)單元在輸出端輸出定時(shí)信號(hào)； 第二開關(guān)，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至第一開關(guān)的第二端，所述控制端耦接至周期計(jì)時(shí)單元的輸出端接收定時(shí)信號(hào)；第三開關(guān)，具有第一端和第二端，所述第一端耦接至第二開關(guān)的第二端，所述第二端耦接具有峰值電流信號(hào)最小值的電壓值的最小值電平信號(hào)； 第一電容，具有第一端和第二端，所述第一端耦接至第一開關(guān)和第二開關(guān)的連接點(diǎn)，所述第二端接參考地，其中第一電容兩端的電壓信號(hào)為所述峰值電流信號(hào)； 第一電流源，具有第一端和第二端，所述第一端耦接至第二開關(guān)和第三開關(guān)的連接點(diǎn)，所述第二端連接至參考地。
4.如權(quán)利要求3所述的開關(guān)電源電路，其特征在于，其中所述周期計(jì)時(shí)單元包括 第一計(jì)時(shí)器，接收頻率控制信號(hào)，并基于頻率控制信號(hào)輸出第一計(jì)時(shí)信號(hào)； 第二計(jì)時(shí)器，耦接頻率控制信號(hào)，并基于頻率控制信號(hào)輸出第二計(jì)時(shí)信號(hào)； 或門電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至第二計(jì)時(shí)器的輸出端接收第二計(jì)時(shí)信號(hào)，所述第二輸入端接收頻率信號(hào)； 第二 RS觸發(fā)器，具有置位端、復(fù)位端和輸出端，其置位端耦接至第一計(jì)時(shí)器接收第一計(jì)時(shí)信號(hào)，其復(fù)位端耦接或門電路的輸出端，所述第二 RS觸發(fā)器基于第一計(jì)時(shí)信號(hào)和或門電路的輸出信號(hào)輸出定時(shí)信號(hào)。
5.如權(quán)利要求I所述的開關(guān)電源電路，其特征在于，其中 當(dāng)開關(guān)電源電路的開關(guān)頻率大于第一頻率閾值，峰值電流信號(hào)隨著開關(guān)頻率的減小從峰值電流最大值開始減小； 當(dāng)開關(guān)電源電路的開關(guān)頻率處于第一頻率閾值和第二頻率閾值之間時(shí)，峰值電流信號(hào)被固定于峰值電流中間值； 當(dāng)開關(guān)電源電路的開關(guān)頻率處于第二頻率閾值和第三頻率閾值之間時(shí)，峰值電流信號(hào)隨著開關(guān)頻率的減小從峰值電流中間值開始減??； 當(dāng)開關(guān)電源電路開關(guān)頻率小于第三頻率閾值時(shí)，峰值電流信號(hào)被固定于峰值電流最小值。
6.ー種開關(guān)電源電路，所述開關(guān)電源電路包括變壓器，原邊功率開關(guān)，副邊功率開關(guān)，副邊控制器，耦合器件，所述變壓器包括原邊繞組，副邊繞組和第三繞組，所述原邊繞組與原邊功率開關(guān)耦接，所述副邊繞組與副邊功率開關(guān)耦接，所述耦合器件具有輸入側(cè)和輸出偵牝所述副邊控制器控制所述耦合器件的輸入側(cè)，從而在所述耦合器件的輸出側(cè)產(chǎn)生頻率控制信號(hào)，所述原邊控制器提供門極信號(hào)控制原邊功率開關(guān)的通斷，其中所述原邊控制器包括 峰值電流產(chǎn)生器，具有輸入端和輸出端，所述輸入端接收頻率控制信號(hào)，并基于頻率控制信號(hào)，所述峰值電流產(chǎn)生器在輸出端產(chǎn)生峰值電流信號(hào)； 電流比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中第一輸入端接收反映流過原邊繞組的電流的電流檢測(cè)信號(hào)，第二輸入端耦接至峰值電流產(chǎn)生器接收峰值電流信號(hào)，基于所述電流檢測(cè)信號(hào)和峰值電流信號(hào)，所述電流比較器在輸出端輸出峰值電流控制信號(hào)；邏輯電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端接收頻率控制信號(hào)，所述第二輸入端耦接至峰值電流比較器的輸出端接收峰值電流控制信號(hào)，基于所述頻率控制信號(hào)和所述峰值電流控制信號(hào)，所述邏輯電路在其輸出端輸出門極信號(hào)，以控制原邊功率開關(guān)的導(dǎo)通和斷開。
7.如權(quán)利要求6所述的開關(guān)電源電路，其特征在于，其中所述副邊控制器包括誤差放大器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端稱接表征輸出電壓的反饋信號(hào)，第二輸入端接收電壓基準(zhǔn)信號(hào)，基于第一反饋信號(hào)和電壓基準(zhǔn)信號(hào)，所述誤差放大器在輸出端輸出誤差放大信號(hào)； 誤差比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至誤差放大器的輸出端接收誤差放大信號(hào)，第二輸入端耦接調(diào)制信號(hào)，基于誤差放大信號(hào)和調(diào)制信號(hào)，所述誤差比較器在輸出端輸出第一比較信號(hào)； 第四開關(guān)，具有第一端、第二端和控制端，其中所述控制端耦接至誤差比較器的輸出端接收第一比較信號(hào)，所述第二端接副邊參考地，基于第一比較信號(hào)，所述第四開關(guān)被導(dǎo)通或被關(guān)斷；其中 所述耦合器件的輸入側(cè)耦接在輸出端口和第四開關(guān)的第一端之間，在其輸出側(cè)提供頻率控制信號(hào)。
8.如權(quán)利要求6所述的開關(guān)電源電路，其特征在于，其中所述邏輯電路包括 振蕩器，輸出固定頻率的時(shí)鐘信號(hào)； 選擇電路，具有第一輸入端，第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端耦接至振蕩器接收時(shí)鐘信號(hào)，所述第二輸入端耦接至誤差比較器接收頻率信號(hào)，當(dāng)頻率信號(hào)小于時(shí)鐘信號(hào)吋，所述選擇電路輸出頻率信號(hào)，當(dāng)頻率信號(hào)大于或等于時(shí)鐘信號(hào)時(shí)，所述選擇電路輸出時(shí)鐘信號(hào); 第一 RS觸發(fā)器，具有置位端、復(fù)位端和輸出端，其中所述置位端耦接至選擇電路的輸出端，所述復(fù)位端耦接至峰值電流比較器的輸出端接收峰值電流控制信號(hào)，基于所述選擇電路的輸出信號(hào)和所述峰值電流控制信號(hào)，所述第一 RS觸發(fā)器在其輸出端輸出所述門極信號(hào)。
9.如權(quán)利要求6所述的開關(guān)電源電路，其特征在于，其中所述峰值電流信號(hào)產(chǎn)生器包括 第一開關(guān)，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接具有峰值電流信號(hào)最大值的電壓值的最大值電平信號(hào)，所述控制端耦接頻率控制信號(hào)； 周期計(jì)時(shí)單元，具有輸入端和輸出端，所述輸入端接收頻率控制信號(hào)，基于頻率控制信號(hào)，所述周期計(jì)時(shí)單元在輸出端輸出定時(shí)信號(hào)； 第二開關(guān)，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至第一開關(guān)的第二端，所述控制端耦接至周期計(jì)時(shí)單元的輸出端接收定時(shí)信號(hào)； 第三開關(guān)，具有第一端和第二端，所述第一端耦接至第二開關(guān)的第二端，所述第二端耦接具有峰值電流信號(hào)最小值的電壓值的最小值電平信號(hào)； 第一電容，具有第一端和第二端，所述第一端耦接至第一開關(guān)和第二開關(guān)的連接點(diǎn)，所述第二端接參考地，其中第一電容兩端的電壓信號(hào)為所述峰值電流信號(hào)； 第一電流源，具有第一端和第二端，所述第一端耦接至第二開關(guān)和第三開關(guān)的連接點(diǎn)，所述第二端連接至參考地。
10.如權(quán)利要求9所述的開關(guān)電源電路，其特征在于，其中所述周期計(jì)時(shí)單元包括 第一計(jì)時(shí)器，接收頻率控制信號(hào)，并基于頻率控制信號(hào)輸出第一計(jì)時(shí)信號(hào)； 第二計(jì)時(shí)器，耦接頻率控制信號(hào)，并基于頻率控制信號(hào)輸出第二計(jì)時(shí)信號(hào)； 或門電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中所述第一輸入端耦接至第二計(jì)時(shí)器的輸出端接收第二計(jì)時(shí)信號(hào)，所述第二輸入端接收頻率信號(hào)； 第二 RS觸發(fā)器，具有置位端、復(fù)位端和輸出端，其置位端耦接至第一計(jì)時(shí)器接收第一計(jì)時(shí)信號(hào)，其復(fù)位端耦接或門電路的輸出端，所述第二 RS觸發(fā)器基于第一計(jì)時(shí)信號(hào)和或門電路的輸出信號(hào)輸出定時(shí)信號(hào)。
11.如權(quán)利要求6所述的開關(guān)電源電路，其特征在于，其中 當(dāng)開關(guān)電源電路的開關(guān)頻率大于第一頻率閾值，峰值電流信號(hào)隨著開關(guān)頻率的減小從峰值電流最大值開始線性減小； 當(dāng)開關(guān)電源電路的開關(guān)頻率處于第一頻率閾值和第二頻率閾值之間時(shí)，峰值電流信號(hào)被固定于峰值電流中間值； 當(dāng)開關(guān)電源電路的開關(guān)頻率處于第二頻率閾值和第三頻率閾值之間時(shí)，峰值電流信號(hào)隨著開關(guān)頻率的減小從峰值電流中間值開始減?。? 當(dāng)開關(guān)電源電路開關(guān)頻率小于第三頻率閾值時(shí)，峰值電流信號(hào)被固定于峰值電流最小值。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種開關(guān)電源電路，所述開關(guān)電源電路包括輸入端口，耦接輸入電壓；輸出端口，提供輸出電壓給負(fù)載；耦接在輸入端口和輸出端口之間的儲(chǔ)能元件和功率開關(guān)；誤差放大器，基于反饋信號(hào)和電壓參考信號(hào)在輸出端輸出誤差放大信號(hào)；誤差比較器，基于誤差放大信號(hào)和鋸齒波信號(hào)在其輸出端輸出頻率控制信號(hào)；峰值電流信號(hào)產(chǎn)生器，基于頻率控制信號(hào)在輸出端產(chǎn)生峰值電流信號(hào)；峰值電流比較器，基于峰值電流信號(hào)和電流檢測(cè)信號(hào)，在輸出端輸出峰值電流控制信號(hào)；邏輯電路，基于頻率控制信號(hào)和峰值電流控制信號(hào)，在其輸出端輸出門極信號(hào)用以控制所述功率開關(guān)的導(dǎo)通和斷開。
文檔編號(hào)H02M3/158GK102664525SQ20121013924
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月8日
發(fā)明者任遠(yuǎn)程, 張軍明, 王斯然 申請(qǐng)人:成都芯源系統(tǒng)有限公司